探路者号着陆火星20年:电影里拯救马特达蒙,现实中开启全新火星时代

2017/07/04 dogstar 0 幻灯模式
在2016年的科幻电影《火星救援》中,马特达蒙饰演的宇航员落难火星,期间他依靠探路者号探测器与地球重新建立联系,从而获得救援。而现实中,这辆火星车则开启了一个全新的火星探索时代。在其着陆后的每一天里,火星的表面或轨道上都有至少一个探测器在工作。
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1997年7月4日,探路者号通过创新的弹性气囊,成功着陆火星。在此之前,美国宇航局已经有20多年没能成功的将探测器送上火星。对美国宇航局而言,探路者号无疑是一个重塑太空时代的转折点。而当时正焦急等待确认探测器是否安然无恙的任务组成员,恐怕也不会预料到探路者号任务将要带来的重要意义。

24小时不间断的火星探测

自探路者号成功登陆的之后20年里,先后有8具美国宇航局的探测器成功抵达火星。而此后的每一天里,在火星的表面或上空都有至少一个探测器在工作。 

现在,在探路者号的成功着陆影响下,火星探测的势头依然在持续。美国宇航局的五个探测器及其他国家的三个探测器正在对火星进行考察。探路者号着陆后人类所进行的20年火星探测,正让我们从实现首个火星车着陆的目标,向2030年首次载人登火星的愿景靠近。 

美国宇航局火星探测计划首席科学家迈克尔·迈耶(Michael Meyer)说:“探路者开启了人类20年持续的火星探测,引领我们步入一个新的阶段,未来人类将有望首次从地球以外的行星采回样本,甚至可能登上火星。“ 

以上为美国宇航局对20年火星探测的回顾及未来载人登火星的展望视频。

科幻电影《火星救援》中,为了与地球取得联系,马特·达蒙饰演的宇航员找到了探路者号着陆器

科幻电影《火星救援》中,为了与地球取得联系,马特·达蒙饰演的宇航员找到了探路者号着陆器

 探路者号通过创新的弹性气囊,成功着陆火星。后来的勇气号机遇号也采用了相同方式着陆

探路者号通过创新的弹性气囊,成功着陆火星。后来的勇气号机遇号也采用了相同方式着陆

火星车先驱

为了探路者号任务,美国宇航局研发了许多新技术。其中最为著名的当属任务中所携带的火星车索杰纳号(Sojourner),名字是为纪念美国著名的人权卫士索杰纳·特鲁斯(Sojourner Truth)。虽然索杰纳号仅有微波炉大小,但它所配备的6轮移动系统,以及用于检测岩石和土壤组成的便携设备却为日后更大版本的火星车奠定了基础。 

在谈到后来几代的火星车时,美国宇航局喷气推进动力实验室的探路者号项目科学家马特·戈隆贝克(Matt Golombek)就表示:”没有探路者号,就不会有勇气号和机遇号,而如果没有勇气号和机遇号,就不会有好奇号火星车。“实际上,喷气推进动力实验室正在打造另一款火星车,将于2020发射。 

美国宇航局原先计划主要是将探路者号一次作为技术验证任务,但同时也收获了许多关于火星的新认知,从它的铁质核心到大气情况,从过往温暖潮湿的环境到现在干旱的气候条件。 

美国宇航局当时正处转型期,希望从低频、高预算任务向快速研发、低成本的方向转变。探路者号仅仅依靠2.64亿美元的预算就获得了成功,仅仅是1976年海盗号孪生火星飞船任务预算的很小一部分。飞行系统主管兼项目副主管布莱恩·缪尔黑德(Brian Muirhead)说:”我们当时需要在三年内,为探路者号任务研发或重新研发25项技术。而如果超出成本上限,任务就将被取消。所有参与火星探路者计划的人都认为我们做了不同寻常的事情。“ 

探路者号涉及的关键新技术包括先进的机载计算机,火星车及部署系统,固体燃料减速火箭,以及硬着陆时用来减少冲击的充气气囊。这些新技术大部分被用于后来的火星车探索计划(Mars Exploration Rover Project)中,该计划于2004年成功实现勇气号机遇号的火星登陆。 

索杰纳号(Sojourner)是第一辆登陆火星的火星车

索杰纳号(Sojourner)是第一辆登陆火星的火星车

着陆火星

飞行系统主管兼项目副主管布莱恩·缪尔黑德回忆说:“1997年7月4日早上,在小型任务控制区内,我们当时正等待从火星发回的信号,以确认探路者号顺利进入火星大气并安全着陆。后来,深空探测网发来的信号出现了微小的尖峰,我们知道探路者号成功着陆了。”

探路者号很快就传回了火星上的第一批图片。这些图片直接通过当时尚且年轻的互联网对外发布,探路者任务网站的点击量也因此在1997年7月4日-8日期间曾达到2亿次,创造了纪录。

在火星上,探路者号着陆器和索杰纳号火星车总共工作了三个月之久,分别超出各自设计寿命的3倍和12倍。得益于此,探路者有机会和1997年9月12日抵达的火星全球勘探者探测器( Mars Global Surveyor)一同考察火星。

火星全球勘探者号在火星轨道上飞行工作了九年多,期间不少其他探测器也先后造访火星。这其中有2001年和2006年抵达火星的奥德赛号(Mars Odyssey)以及火星侦察轨道飞行器(MRO),两艘探测飞船至今仍在工作;还有2004年着陆的勇气号和机遇号火星车,现在只有机遇号还在运转。

再往后,凤凰号着陆器,好奇号火星车,马文飞行器也都陆续成功抵达火星。

探路者号着陆点全景

探路者号着陆点全景

下一个20年,送人上火星?

20年持续的探测使科学家对火星的认知突飞猛进,例如当今火星的活动过程、远古火星存在有利于生命的潮湿环境、火星如何变成现在的样子。而这20年持续的机器人探测的成功也离不开20世纪六、七十年代水手号和海盗号的火星任务,它们为后续的火星探测提供了宝贵的科学和工程经验。

过去20年对火星认知的突破,已经为人类下一个20年的火星探索并取得更大成就奠定了基础,尤其是确定火星过去是否存在生命,以及将人类送上火星等方面的努力上,或许在2030年我们真的能在火星种上土豆。 (dogstar)